DE3718607A1

DE3718607A1 - FUEL INJECTION PUMP ARRANGEMENT

Info

Publication number: DE3718607A1
Application number: DE19873718607
Authority: DE
Inventors: Ian Roy Thornthwaite; Robin Edward Wardley
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1987-12-10
Also published as: GB8712573D0; GB2192434B; GB8613465D0; FR2599786A1; GB2192434A; US4807583A; FR2599786B1; JPS6318181A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpenan ordnung zur Kraftstoffzufuhr zu einem Dieselmotor, mit einer Hochdruckpumpe, die in zeitlicher Abstimmung mit dem Motor betätigt wird, und einer motorgetriebenen Nieder druckpumpe, die der Hochdruckpumpe Druckkraftstoff zuführt, und mit kraftstoffdruckbetätigten Mitteln, die die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge regeln, wobei die Niederdruckpumpe die Druckkraftstoffquelle für die kraft stoffdruckbetätigten Mittel bildet.The invention relates to a fuel injection pump order for the fuel supply to a diesel engine, with a high pressure pump, which is synchronized with the Motor is operated, and a motor-driven low pressure pump that supplies pressurized fuel to the high pressure pump, and with fuel pressure actuated means that the by the Control the amount of fuel delivered by the high-pressure pump Low pressure pump the source of pressure fuel for power pressurized agent forms.

Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist eine Verteiler einspritzpumpenanordnung, bei der der Kraftstoffstrom von der Nieder- zur Hochdruckpumpe von einer Drossel geregelt wird, die mit dem Förderdruck der Niederdruckpumpe beauf schlagt und gegen die Kraft einer Feder bewegbar ist zur Verminderung des Kraftstoffstroms zur Hochdruckpumpe und damit zum Motor bei steigender Motordrehzahl. Die von der Feder ausgeübte Kraft kann von Hand verstellt werden, und es wird eine Regelwirkung erhalten, da mit abnehmender Motordrehzahl auch der Förderdruck der Niederdruckpumpe abnimmt, so daß die druckbetätigten Mittel verschoben wer den, um die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge zu er höhen, und umgekehrt. An example of such an arrangement is a distributor injection pump arrangement in which the fuel flow of the low to high pressure pump controlled by a throttle is that with the delivery pressure of the low pressure pump strikes and is movable against the force of a spring Reduction of the fuel flow to the high pressure pump and thus to the engine with increasing engine speed. The one from the Spring applied force can be adjusted by hand, and it will have a regulating effect since it decreases Engine speed also the delivery pressure of the low pressure pump decreases, so that the pressure-actuated means shifted who to increase the amount of fuel supplied to the engine heights, and vice versa.

Ein weiteres Beispiel für eine Anordnung der eingangs genannten Art ist in der veröffentlichten GB-Patentanmel dung 20 37 365 A beschrieben, wobei der Verteiler in Axial richtung gegen die Kraft einer Feder zur Verminderung des Kraftstoffstroms zum Motor aufgrund des von der Nieder druckpumpe zugeführten Druckkraftstoffs verschiebbar ist, wobei der den Verteiler beaufschlagende Kraftstoffdruck mittels einer elektronischen Steuerung verstellbar ist.Another example of an arrangement of the beginning mentioned type is in the published GB patent application 20 37 365 A described, the distributor in Axial Direction against the force of a spring to reduce the Fuel flow to the engine due to the low pressure pump supplied pressure fuel is displaceable, the fuel pressure acting on the distributor is adjustable by means of an electronic control.

Ein weiteres Beispiel für eine Anordnung mit axial ver schiebbarem Verteiler ist in der veröffentlichten GB-Pa tentanmeldung 20 69 722 A beschrieben. Dabei wird der den Verteiler beaufschlagende Druck von einer mechanischen Regelvorrichtung geregelt.Another example of an arrangement with axial ver sliding distributor is in the published GB-Pa tent registration 20 69 722 A. The will Manifold pressure applied by a mechanical Regulating device regulated.

Bei jeder der vorstehend genannten Anordnungen besteht für den Fall, daß der Förderdruck der Niederdruckpumpe, z. B. aufgrund von in die Niederdruckpumpe angesaugter Luft ab fällt, die Gefahr, daß die dem Motor zugeführte Kraftstoff menge erhöht wird, und zwar deshalb, weil der Druck des von der Niederdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs zwar fallen kann, jedoch eventuell nicht weit genug fällt, um den Kraftstoffstrom zur Hochdruckpumpe zu vermindern. In jedem Fall kann die Hochdruckpumpe selbst Kraftstoff durch ihren Förderkanal ansaugen, und zwar insbesondere bei steigender Motordrehzahl. Dies führt dazu, daß die Regelwirkung ver lorengehen kann.In each of the above arrangements, for the case that the delivery pressure of the low pressure pump, for. B. due to air drawn into the low pressure pump falls, the risk that the fuel supplied to the engine amount is increased because of the pressure of the fuel supplied to the low-pressure pump falls can, but may not fall far enough Reduce fuel flow to the high pressure pump. In each The high pressure pump can fuel itself through its case Suck in the delivery channel, especially when it rises Engine speed. This leads to the fact that the control effect ver can go

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Anordnung der eingangs genannten Art in einfacher und zweckmäßiger Form.The object of the present invention is to provide an arrangement of the type mentioned in simple and expedient form.

Die Kraftstoffeinspritzpumpenanordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Absperr organ, das im erregten Zustand Kraftstoff zum Motor strömen läßt, durch ein druckempfindliches Element, das auf den von der Niederdruckpumpe erzeugten Kraftstoffdruck anspricht und bei über einem vorbestimmten Pegel liegendem Kraft stoffdruck das Absperrorgan erregt hält, und durch Mittel zum Erregen des Absperrorgans, um das Anlassen des Motors zu ermöglichen.The fuel injection pump assembly according to the invention is characterized by an electromagnetic shut-off organ that fuel flows to the engine when excited allows, by a pressure sensitive element that on the of the fuel pressure generated by the low pressure pump responds and when the force is above a predetermined level fabric pressure keeps the shut-off element excited, and by means to energize the shut-off device to start the engine to enable.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigtUsing the drawing, the invention is for example explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Pumpenan ordnung; und Fig. 1 is a schematic representation of the order Pumpenan; and

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild für die Anordnung nach Fig. 1. FIG. 2 shows an electrical circuit diagram for the arrangement according to FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Anordnung eine Hochdruckpumpe 10 mit mehreren Auslässen 11, die im Betrieb an die jeweiligen Einspritzdüsen des zugehörigen Motors angeschlossen sind. Die Hochdruckpumpe 10 wird in zeitlicher Abstimmung mit dem zugehörigen Motor angetrieben, und Kraftstoff wird ihr von einer ebenfalls vom Motor angetriebenen Niederdruckpumpe 12 zugeführt. der Einlaß 13 der Niederdruckpumpe 12 ist an einen Kraftstoffvorrat, z. B. einen Kraftstoffbehälter, angeschlossen, und ihr Auslaß 14 ist über eine Drosselein heit 15 und ein Schaltventil 16 mit dem Einlaß der Hoch druckpumpe verbunden. Der Ein- und der Auslaß der Nieder druckpumpe sind über ein Druckregelventil 17 miteinander verbunden, das den Förderdruck der Niederdruckpumpe so regelt, daß dieser entsprechend der Drehzahl, mit der die Anordnung angetrieben wird, änderbar ist.Referring to FIG. 1, the assembly comprises a high pressure pump 10 with a plurality of outlets 11, which are connected in use to the respective injection nozzles of the associated engine. The high pressure pump 10 is driven in timing with the associated engine, and fuel is supplied to it from a low pressure pump 12 also driven by the engine. the inlet 13 of the low pressure pump 12 is connected to a fuel supply, for. B. a fuel tank, connected, and its outlet 14 is connected via a Drosselein unit 15 and a switching valve 16 to the inlet of the high pressure pump. The inlet and the outlet of the low pressure pump are connected to one another via a pressure control valve 17 , which controls the delivery pressure of the low pressure pump so that it can be changed in accordance with the speed at which the arrangement is driven.

Wenn im Betrieb das Schaltventil 16 geöffnet ist, wird Kraftstoff von der Niederdruck- zur Hochdruckpumpe geför dert, die ihrerseits Kraftstoff zu den Brennräumen des zugehörigen Motors fördert. Die Kraftstoffmenge ist durch die Einstellung der Drosseleinheit 15 bestimmt, die ein in Axialrichtung gegen die Kraft einer Verstellfeder durch den Kraftstoffdruck am Auslaß 14 der Niederdruckpumpe ver schiebbares Drosselglied aufweist. Die Drossel ist so ange ordnet, daß bei ihrer weiteren Verschiebung gegen die Kraft der Feder mit steigendem Kraftstoffdruck die Kraftstoff menge, die der Hochdruckpumpe und damit dem Motor zugeführt wird, verringert wird. Die von der Feder ausgeübte Kraft ist durch manuell betätigte Mittel verstellbar, und die Anordnung hat eine Drehzahlregelwirkung.When the switching valve 16 is open during operation, fuel is conveyed from the low-pressure to the high-pressure pump, which in turn delivers fuel to the combustion chambers of the associated engine. The amount of fuel is determined by the setting of the throttle unit 15 , which has a throttle member which can be pushed in the axial direction against the force of an adjusting spring by the fuel pressure at the outlet 14 of the low-pressure pump. The throttle is arranged so that with its further displacement against the force of the spring with increasing fuel pressure, the amount of fuel that is fed to the high pressure pump and thus the engine is reduced. The force exerted by the spring is adjustable by manually operated means and the arrangement has a speed control effect.

Wie bereits erläutert, kann in den Einlaß 13 der Nieder druckpumpe Luft gelangen, was zu einer Verminderung des Förderdrucks führt, und aufgrund der Anordnung der Drossel kann diese auf die Druckminderung ansprechen und mehr Kraftstoff zum Motor strömen lassen. Die Reglerwirkung geht daher verloren, und dies kann insbesondere dann zu einer gefährlichen Situation führen, wenn der Motor ein Straßen fahrzeug antreibt.As already explained, air can get into the inlet 13 of the low pressure pump, which leads to a reduction in the delivery pressure, and due to the arrangement of the throttle, this can respond to the pressure reduction and allow more fuel to flow to the engine. The control effect is therefore lost, and this can lead to a dangerous situation in particular if the motor drives a road vehicle.

Um dieses Problem zu überwinden, ist ein kraftstoffdruck empfindliches Element 18 vorgesehen, das auf den Druck am Auslaß 14 der Niederdruckpumpe anspricht. Das Element 18 bestimmt, die Aktivierung des Schaltventils 16, und es ist vorgesehen, daß bei unter einen vorgegebenen Pegel sinken dem Förderdruck das Schaltventil 16 in die Schließstellung gebracht wird, so daß eine weitere Kraftstoffzufuhr zum Motor blockiert ist.To overcome this problem, a fuel pressure sensitive element 18 is provided which is responsive to the pressure at the outlet 14 of the low pressure pump. The element 18 determines the activation of the switching valve 16 , and it is provided that when the delivery pressure drops below a predetermined level, the switching valve 16 is brought into the closed position, so that a further fuel supply to the engine is blocked.

Das Schaltventil 16 kann durch ein Absperrorgan 19 ersetzt werden, das in der Schließstellung den Kraftstoffstrom zum Motor zuläßt, während in der Offenstellung des Absperror gans der von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoff zu einem Rücklaufbehälter strömt, so daß die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbrochen ist.The switching valve 16 can be replaced by a shut-off device 19 which allows the fuel flow to the engine in the closed position, while in the open position of the shut-off gas the fuel delivered by the high-pressure pump flows to a return tank, so that the fuel supply to the engine is interrupted.

Die Absperrorgane 16 und 19 sind elektromagnetisch betä tigt, und wenn dem Motor Kraftstoff zugeführt werden soll, müssen diese Absperrorgane erregt werden. Auf diese Weise können die Absperrorgane erforderlichenfalls auch zum Ab stellen des Motors dienen. Das kraftstoffdruckempfindliche Element 18 kann mit den Absperrorganen 16 oder 19 elek trisch in Reihe geschaltet sein, wobei das Element 18 ein Schalter ist, der geschlossen ist, wenn der Druck über einem vorbestimmten Pegel liegt. Bei dieser Anordnung tritt jedoch das Problem auf, daß beim Anlassen des Motors der Förderdruck der Niederdruckpumpe unter dem vorgenannten vorbestimmten Pegel liegt. Es ist somit notwendig, irgend einen Kurzzeit-Förderkreis für die Absperrorgane zum An lassen des Motors vorzusehen.The shut-off devices 16 and 19 are actuated electromagnetically, and if the engine is to be supplied with fuel, these shut-off devices must be excited. In this way, the shut-off devices can also be used to set the engine if necessary. The fuel pressure sensitive element 18 may be electrically connected in series with the shut-off elements 16 or 19 , the element 18 being a switch which is closed when the pressure is above a predetermined level. With this arrangement, however, there is a problem that when the engine is started, the delivery pressure of the low pressure pump is below the aforementioned predetermined level. It is therefore necessary to provide any short-term delivery circuit for the shut-off devices to allow the engine to run.

Fig. 2 zeigt den Startermotor bei 20, dessen einer Anschluß an Masse und an einer Klemme der Batterie 21 liegt. Der andere Anschluß des Startermotors kann mit der anderen Klemme der Batterie über ein Relais 22 verbunden sein, das eine Wicklung aufweist, die erregt wird, wenn die Schalter 23 und 24 geschlossen werden. Der Schalter 23 ist der kon ventionelle Startschalter des elektrischen Systems des Kraftfahrzeugs, der geschlossen wird, wenn das Fahrzeug angelassen werden soll, wobei dieser Startschalter auch dazu dient, die Energiezufuhr zu verschiedenen Zusatzein richtungen des Fahrzeugs zu regeln. Der Schalter 24 wird üblicherweise geschlossen, wenn der Startschalter über seine Normalstellung hinaus in eine Motorstartstellung gedreht wird. Wenn die Schalter 23 und 24 geschlossen sind, wird das Relais 22 erregt, so daß der Startermotor der Brennkraftmaschine betätigt wird. Ein zwischen den Schal tern 23, 24 liegender Punkt ist mit dem Absperrorgan 16 über den Fühler 18 verbunden, der im vorliegenden Fall ein einfacher druckbetätigter Schalter ist. Bei Normalbetrieb des Motors wird daher der Schalter 23 geschlossen, der Schalter 24 geöffnet und der durch den Fühler 18 gebildete Schalter geschlossen, so daß das Absperrorgan 16 erregt wird und einen Kraftstoffstrom zuläßt. Fig. 2 shows the starter motor at 20 , one of which is connected to ground and to a terminal of the battery 21 . The other terminal of the starter motor can be connected to the other terminal of the battery via a relay 22 which has a winding which is energized when the switches 23 and 24 are closed. The switch 23 is the conventional starter switch of the electrical system of the motor vehicle, which is closed when the vehicle is to be started, this starter switch also serving to regulate the energy supply to various additional devices of the vehicle. The switch 24 is usually closed when the start switch is turned beyond its normal position into an engine start position. When switches 23 and 24 are closed, relay 22 is energized so that the starter motor of the internal combustion engine is actuated. A point between the scarf 23, 24 is connected to the shut-off device 16 via the sensor 18 , which in the present case is a simple pressure-operated switch. During normal operation of the engine, the switch 23 is therefore closed, the switch 24 is opened and the switch formed by the sensor 18 is closed, so that the shut-off element 16 is excited and allows a fuel flow.

Zum Anlassen ist eine Diode 25 vorgesehen, die beim Schlie ßen des Schalters 24 dem Absperrorgan 16 Strom zuführt und es solange erregt, wie der Startermotor in Betrieb ist. Nachdem der Motor angelassen ist, wird der vom Fühler 18 gebildete Schalter geschlossen, und der Motor läuft normal bei geöffnetem Schalter 24. Die Diode hat die Funktion, eine Erregung des Relais 22 nach dem Öffnen des Schalters 24 zu verhindern. Wenn der Motor abgestellt werden soll, wird der Schalter 23 geöffnet, wodurch das Absperrorgan 16 entregt wird und eine weitere Kraftstoffzufuhr zur Hoch druckpumpe und damit zum Motor unterbindet.For starting, a diode 25 is provided which, when the switch 24 is closed, supplies the shut-off element 16 with current and excites it as long as the starter motor is in operation. After the engine is started, the switch formed by sensor 18 is closed and the engine runs normally with switch 24 open. The diode has the function of preventing excitation of the relay 22 after the switch 24 is opened . When the engine is to be switched off, the switch 23 is opened, whereby the shut-off element 16 is de-energized and a further fuel supply to the high-pressure pump and thus to the engine is prevented.

Im Fall der Pumpen, wie sie in den veröffentlichten GB- Patentanmeldungen 20 37 365 A und 20 69 722 A beschrieben sind, wird die Drosseleinheit 15 durch ein Druckregelsystem ersetzt, das den das Ende des Verteilers der Anordnung be aufschlagenden Druck regelt. In diesem Fall ist das Ab sperrorgan 16 direkt mit dem Auslaß 14 der Niederdruckpumpe verbunden, so daß, wenn das Absperrorgan 16 entregt wird, die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbunden wird.In the case of the pumps as described in published GB patent applications 20 37 365 A and 20 69 722 A, the throttle unit 15 is replaced by a pressure regulating system which regulates the pressure impinging on the end of the distributor of the arrangement. In this case, the shut-off element 16 is connected directly to the outlet 14 of the low-pressure pump, so that when the shut-off element 16 is de-energized, the fuel supply to the engine is prevented.

Bei beiden Ausführungsformen der beschriebenen Anordnung ist es hin und wieder erforderlich, Luft aus den Leitungen in der Anordnung, insbesondere den Leitungen der Hochdruck pumpe, abzulassen, um ein schnelles Wiederanlassen des Motors zu erleichtern.In both embodiments of the arrangement described Every now and then it is necessary to get air out of the pipes in the arrangement, especially the lines of high pressure pump to drain quickly to restart the To facilitate motors.

Zu diesem Zweck ist ein weiteres Absperrorgan 26 vorge sehen, und gemäß Fig. 2 ist dieses mit dem Relais 22 pa rallelgeschaltet, so daß es erregt wird, wenn der Starter motor des Motors läuft. Im erregten Zustand nimmt das Ab sperrorgan 26 eine Offenstellung ein, und es ist vorgese hen, daß es mit der Pumpkammer der Hochdruckpumpe während der Füllperioden derselben in Verbindung steht. Dies wird durch Verwendung geeigneter Öffnungen am Verteiler und in dem umgebenden Gehäuse erreicht. Auf diese Weise bildet das Absperrorgan 26 während einer Füllperiode der Hochdruck pumpe einen Strömungsweg zum Behälter, wodurch das Entlüf ten der Leitungen in der Anordnung erleichtert wird. Der Strömungsweg durch das Absperrorgan 26 muß derart sein, daß der Kraftstoffstrom zwar gedrosselt ist, aber ein im we sentlichen ungehinderter Luftstrom ermöglicht ist, da sich sonst die Pumpkammer der Hochdruckpumpe nicht mit Kraft stoff füllt.For this purpose, a further shut-off device 26 is provided, and according to FIG. 2, this is connected in parallel with the relay 22 pa, so that it is excited when the starter motor of the engine is running. In the excited state, the shut-off element 26 assumes an open position, and it is provided that it communicates with the pumping chamber of the high-pressure pump during the filling periods thereof. This is achieved by using suitable openings on the distributor and in the surrounding housing. In this way, the shut-off element 26 forms a flow path to the container during a filling period of the high pressure pump, whereby the venting of the lines in the arrangement is facilitated. The flow path through the shut-off element 26 must be such that the fuel flow is throttled, but an essentially unimpeded air flow is made possible, since otherwise the pumping chamber of the high-pressure pump does not fill with fuel.

Alternativ können das Absperrorgan 26 und die Öffnungen so angeordnet sein, daß Luft und Kraftstoff nur während der Anfangsphase eines Förderhubs der Hochdruckpumpe zum Behäl ter entweichen können.Alternatively, the shut-off element 26 and the openings can be arranged such that air and fuel can only escape to the container ter during the initial phase of a delivery stroke of the high-pressure pump.

Claims

1.Fuel injection pump arrangement for supplying fuel to a diesel engine, with a high-pressure pump, which is actuated in timing with the engine, and a motor-driven low-pressure pump, which supplies pressurized fuel to the high-pressure pump, and with fuel-actuated means which regulate the amount of fuel delivered by the high-pressure pump, wherein the low pressure pump, the pressurized fuel source for the fuel pressure actuated means, characterized by
an electromagnetic shut-off device ( 16; 19 ) which, when excited, allows fuel to flow to the engine,
a pressure-sensitive element ( 18 ) which responds to the fuel pressure generated by the low-pressure pump ( 12 ), and when the fuel pressure is above a predetermined level, the shut-off element ( 16; 19 ) keeps excited, and
Means ( 23, 24 ) for energizing the shut-off member ( 16; 19 ) to enable the engine to be started.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the means for energizing the shut-off element ( 16; 19 ) comprise a switch ( 24 ) which is closed in order to activate the starter termotor ( 20 ) of the associated motor.

3. Arrangement according to claim 2, characterized by a diode ( 25 ) which is in series with the switch ( 24 ) and the shut-off organ ( 16 ), the diode ( 25 ) blocking the power supply to other electrical components when the Switch ( 24 ) is closed after starting the engine.

4. Arrangement according to one of claims 1-3, characterized by a further shut-off device ( 26 ) which is effective during engine starting and allows venting of the high pressure pump ( 10 ).

5. Arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the first-mentioned shut-off device ( 16 ) is connected in series between the high-pressure pump ( 10 ) and the low-pressure pump ( 12 ).

6. Arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the first-mentioned shut-off device ( 19 ) is assigned to the high-pressure pump ( 10 ) and in the open state from the high-pressure pump ( 10 ) discharges fuel delivered to a container.